專利名稱：高性能推力軸承墊的制作方法
技術領域：
0001本發(fā)明總體涉及用于渦輪增壓器的軸承，具體來說，涉及
包含一個或多個推力墊的軸承。
背景技術：
0002廢氣渦輪增壓器包含承載渦輪機葉輪和壓縮機葉輪的轉軸，轉軸通過一個或多個潤滑軸承(例如機油潤滑)被轉動支撐在中央殼體內。在操作過程中，來自內燃機的廢氣驅動渦輪增壓器的渦輪機葉輪，渦輪機葉輪又驅動壓縮機葉輪來將增壓空氣推進內燃機。通過正確的軸承潤滑，渦輪增壓器的轉動組件就可以經(jīng)受超過100， 000rpm的轉速。
0003隨著操作條件的變化，渦輪增壓器會經(jīng)歷很大的力。例如，廢氣流的突然增大會產(chǎn)生所謂的"推力"。為了幫助轉移和減小推力的致命影響，各種部件之間的空隙允許形成保護性潤滑層。例如，必然受到推力影響的軸承通常包含稱作"推力墊"的端部特征，推力墊與潤滑劑配合來轉移軸向推力。
0004傳統(tǒng)軸承通常包含不對稱推力墊，其中不對稱源自渦輪機端部特征與壓縮機端部特征之間的差異。這種不對稱引入了變化(例如在構造工藝中)，可能需要特殊標記來確保中央殼體部件的正確組裝。
0005另一個軸承推力墊問題涉及潤滑劑泄露，更具體來說，涉及潤滑劑流動模式。例如，傳統(tǒng)推力墊會允許潤滑劑以繞過推力墊表面的方式從軸頸泄露至中央殼體排放井。在這個實例中，潤滑劑無助于軸承的推力負載能力。為了確保合適的負栽能力，這樣的系統(tǒng)會需要增大潤滑劑流動，而這又會增加動力損失(例如附加的動力損失等)。

發(fā)明內容
0006在此描述的各種示例性工藝涉及軸承推力墊，其能夠通過提出有利的潤滑劑流動模式來解決推力墊問題。


0007當結合附圖來參照下面的詳細描述時，會更加全面地理解在此描述的各種方法、設備、系統(tǒng)、裝置等及其等同物，其中0008圖l是內燃機和渦輪增壓器系統(tǒng)的示意圖。0009圖2是適用于圖1的系統(tǒng)的示例性渦輪增壓器中央殼體組件的剖視圖。
0010圖3是包含示例性推力墊特征的軸承的立體圖，該軸承適用于圖2的中央殼體組件。
0011圖4是具有圖3的軸承推力墊特征的軸承端部的立體圖。
0012圖5A是具有圖3和圖4的軸承推力墊特征的軸承端部的立體圖，圖5B是沿圖5A的線5B-5B的軸承剖面圖。
0013圖6是對傳統(tǒng)軸承和具有示例性推力墊特征的軸承的示例性試驗結果曲線圖，其表明了針對速度的動力損失減小。
0014圖7A是具有推力墊特征的軸承的端視圖，圖7B是沿圖7A的線7B-7B的軸承剖視圖。
0015圖8A是具有推力墊特征的軸承的端視圖，對至錐形井的潤滑劑途徑有一些選擇方案，圖8B是沿圖8A的線8B-8B的軸承剖視圖。
0016圖9是用于推力墊端部特征的示例性構造工藝示意圖。
具體實施例方式
0017在此公開的各種示例性方法、設備、系統(tǒng)、裝置等解決了與渦輪增壓器相關的工藝問題。渦輪增壓器經(jīng)常用于增加內燃機的輸出。渦輪增壓器通常用于從廢氣汲取能量并將能量提供給吸入空氣，空氣可以與燃料混合來形成燃燒氣體。
0018示例性推力墊包含的特征可用于壓縮機端部和渦輪機端部上來優(yōu)化潤滑劑流動，并因此優(yōu)化性能(例如負載能力，動力損失等)。
包含這種推力墊特征的示例性軸承可以是對稱或不對稱的，注意具有對稱端部特征的軸承可以方便生產(chǎn)和組裝。
0019在各種實施例中，推力墊包含至少一部分錐形井(conicalwell),其中潤滑劑在頂點處或頂點附近進入井。如在此所說明，這種井可以使用鉆頭或沖頭來構造。在操作過程中，潤滑劑能夠從錐形井的頂點向外流動，并流至周邊臺區(qū)。這種流動模式能夠增大軸承的推力負載能力。另外，與傳統(tǒng)的軸承相比，具有推力墊錐形井特征的軸承可以減少動力損失。
0020此處所述的術語"錐形井"可以指完整的錐形井或部分錐形井(例如，錐形井部分)。如在各種實施例所示，軸承的孔壁限定錐形井的陰面部分(negative portion )，而錐形井的陽面部分(positiveportion)允許潤滑劑從孔流至一個或多個上部臺區(qū)。雖然各種實施例示出了錐形井部分，如下所述，取決于井的半徑和其頂點的位置，軸承的端部可以包含完整的錐形井(例如錐形井的頂部與孔壁錯開至少錐形井的半徑這樣一個距離)。推力墊可以由錐形井(或其部分)和鄰近的上部臺區(qū)(例如，在錐形井或其部分的周邊處)限定。
0021參看圖1，所示的現(xiàn)有技術系統(tǒng)100包含內燃機110和渦輪增壓器120。內燃機110包含發(fā)動機組118，發(fā)動機組118容納一個或多個燃燒室，其有效驅動軸112。如圖1所示，吸氣口114提供空氣至發(fā)動機組118的流動途徑，而排氣口 116提供從發(fā)動機組118的廢氣的流動途徑。
0022渦輪增壓器120用于從廢氣汲取能量，并提供能量至吸入空氣，空氣可以與燃料混合形成燃燒氣體。如圖1所示，渦輪增壓器120包含空氣入口 134、軸122、壓縮機124、渦輪機126、殼體128和廢氣出口136。殼體128可以稱作中央殼體，因為它設置在壓縮機l24和渦輪機126之間。軸122可以是包含多種部件的軸組件。
0023關于渦輪機126，這樣的渦輪機任選包含可變幾何形狀單元和可變幾何形狀控制器?？勺儙缀涡螤顔卧涂勺儙缀涡螤羁刂破魅芜x包含例如與可商購的可變幾何形狀渦輪增壓器(VGT)相關的特征?？缮藤彽腣GT包含例如GARRETT⑧VNTTm和AVNTTM渦輪增壓器，其使用多個可調節(jié)葉片來控制流過渦輪機的廢氣。示例性渦輪增壓器可以采用廢氣門工藝作為可變幾何形狀工藝的替代或補充工藝。
0024圖2示出的示例性殼體組件200所包含的殼體228具有壓縮機端部202和渦輪機端部204。在這個實施例中，殼體"8是渦輪增壓器組件的中央殼體例如圖1的殼體128。殼體"8容納示例性軸承300,其將在下面更加詳細地描述。
0025渦輪機葉輪224和軸222可以是單體部件，例如通過將渦
輪機焊接至軸來制造。不論使用單體部件或者多個部件結構，都會存在
一個或多個密封機構來減少從軸承空間至渦輪機葉輪空間的潤滑劑泄露。例如，渦輪機葉輪224包含一對軸向隔開的槽，其中每個槽安放有密封環(huán)223。在圖2的實施例中，壓縮機葉輪201通過隔墊205與軸承300軸向隔開，其包含的槽安放有密封環(huán)203。這種密封結構減少了潤滑劑朝向壓縮機葉輪201的泄露。
0026殼體228包含用于示例性軸承300的軸承孔210和定位機構，定位機構包含具有用于接收定位銷231的孔口 225的突起220，定位銷231延伸進入軸承孔210。采用這種方式可以限制示例性軸承300在中央殼體228的軸承孔210內的轉動和平移?？傊?， 一旦與殼體228結合配置，軸承300是半浮動的(semi-floating),并且具有從一端到另一端和在軸承300與孔210之間的間隙內的一定程度的運動自由度。雖然示例性軸承300包含的特征可以首先限制這種運動，但是注意所需間隙和定位機構能夠提供一定的端到端運動，同時保持一定間隙以用于在組件的壓縮機端部202處或在組件的渦輪機端部204處提供軸承300和殼體228之間的徑向潤滑劑流動，在圖2中，在定位銷231和軸承300之間可以存在一定的間隙。
0027示例性軸承300的各種特征涉及潤滑劑流動。在圖2的實施例中，用于軸承300的潤滑劑通過殼體228的入口 206以入口壓力(例如取決于發(fā)動機速度等)供給，潤滑劑可以通過出口 208離開殼體228。更具體來說，潤滑劑可以流經(jīng)3條流動途徑A、 B、 C至殼體200的出口208。途徑A經(jīng)過定位銷孔口 225，其在圖2的實施例中通過使用實心定位銷231被堵塞。途徑B和C經(jīng)過膜的端部，其中在軸222和軸承300的孔表面以及軸承300的外表面之間存在內部潤滑劑膜，在孔210和軸承300的外表面之間存在外部潤滑劑膜。延伸穿過軸承300的孔的軸"2可以包含突出部分(relieved portion),其促進了軸222和軸承300之間的潤滑劑流動。軸222可以是單件或多件軸。雖然圖2示出的軸承300為單件軸承， 一種示例性軸承也可以是多件軸承。
0028如前所述，途徑B和C涉及經(jīng)過膜的端部的流動。但是，軸承300的特征改變了渦輪機端部和壓縮機端部的流動。更具體來說，軸承300包含在壓縮機端部和渦輪機端部的推力墊。這種特征更加詳細地示于圖3。
0029圖3示出了圖2的示例性軸承300，以及具有徑向坐標(r)、軸向坐標(z)和方位角坐標(6 )的柱面坐標系統(tǒng)。軸承300包含壓縮才幾端部302和渦輪機端部304，其可以是對稱或不對稱的。孔306沿著Z軸對中，具有孔半徑和用于促進潤滑劑流動的一個或多個孔溝槽
362。
0030在圖3的實施例中，軸承300包含多個部分310、 320、 330、340和350，分別由軸向尺寸(Az)和徑向尺寸(r)來描述，徑向尺寸是一個部分的外部半徑的特征。如圖2所示，軸承300包含在部分330中的開口 332和一個相應的相對開口 (未在圖3中示出)。對于具有對稱部分330的軸承來說，任一這種開口都適于接收銷231的一部分。
0031軸承300包含壓縮機端部302的推力墊特征360和渦輪機端部304的推力墊特征370，其可以相同或不同。特征360包含三個相同的推力墊井，圍繞軸承的z軸以120°角設置。如圖3所示，錐形井364的頂點與溝槽362 —致，溝槽362能夠對井364供給潤滑劑。在井364的周邊具有"上部"臺區(qū)366，臺區(qū)366又被至另一 "下部"臺區(qū)368的"向下"臺階所包圍。因此，潤滑劑可以從溝槽362流至井364、上部臺區(qū)366并隨后至下部臺區(qū)368。術語"上部"、"下部"和"向下"對應于具有從孔306向外增加的"z"尺寸的z坐標。在圖3的實施例中，上部臺區(qū)366是連續(xù)的并且圍繞三個錐形井的周邊。在另一個實施例中，錐形井可以由多個臺區(qū)圍繞；注意圖3的實施例是優(yōu)選布置。
0032圖4示出了圖3的推力墊特征360的放大立體圖，具有指示潤滑劑流動的大致方向的箭頭。如圖4所示，潤滑劑從孔中的溝槽(例如在井的頂點處或附近)流至相應的井并隨后在井中大致向外從頂點流至周邊。在周邊處，潤滑劑隨后流至包圍所有井的連續(xù)臺區(qū)366。這種布置所分配的潤滑劑流動增強了在連續(xù)臺區(qū)366處的基本均勻潤滑劑膜的形成。另外，隨著半徑增加而減小錐形井的深度時，各個錐形井用于保持某種程度上恒定截面流速的流動；注意壁效應對于較大半徑處的較小深度(即從各錐形部分的頂點至周邊移動)會更為突出。
0033圖5A示出了具有圖3和圖4的推力墊特征360的軸承端部302的立體圖，圖5B示出了沿圖5A的線5B-5B的軸承剖面圖。圖5B還示出了可以用于描述示例性推力墊特征360的各種尺寸。
0034軸承部分310包含孔306，在半徑Rb處設置有孔表面，孔內的溝槽362具有徑向深度AR。h。在該實施例中，井364的頂點大約位于孔半徑Rb處或大約位于孔半徑Rb加上二分之一溝槽深度(0. 5ARch)處。井364具有半徑ARw，其被示為沿著自孔306軸線的徑向直線。在井364的周邊，上部臺區(qū)366具有徑向寬度AR^，存在的臺階下降一軸 向距離AZs至下部臺區(qū)，下部臺區(qū)具有沿圖5B的截面中所示的徑向直 線的徑向寬度ARu。在該實施例中，下部臺區(qū)稍微在錐形井的最低軸向 點之上，該最低軸向點與上部臺區(qū)的軸向距離為A乙,。錐形井364的特 征還在于角度①(例如斜面角)。例如，錐形井可以包含大約0.5。至大 約1.5°的斜面角?？梢匀Q于例如潤滑劑流變、負栽能力、井的數(shù)量、 井的半徑等因素來調節(jié)用于井的斜面角。
0035圖6示出了對具有示例性推力墊特征的軸承和沒有這種特 征的軸承的試驗結果的示例性曲線600。數(shù)據(jù)顯示，與傳統(tǒng)軸承相比， 具有錐形井特征的軸承可以針對速度減小動力損失。對3葉設置(如圖 3-5所示)的各種試驗表明，機油流動要求降低，推力負栽能力更好， 動力損失有限，轉子動力性能更好。另外，可以使用較低成本構造工藝 (例如機加工、沖壓等)將這種特征賦予坯料以形成對稱的軸承。
0036圖7A示出了具有推力墊特征760的軸承的端視圖，圖7B 示出了沿圖7A的線7B-7B的剖視圖。圖7B還示出了可以用于描述軸承 部分710的示例性推力墊特征760的各種尺寸。該實施例包含四個錐形 井和不連續(xù)的上部臺區(qū)，即各井764由相應的上部臺區(qū)766圍繞。另外， 各溝槽762包含溝槽延伸部分763，其允許井的頂點可以位于孔706 的表面的徑向外部。
0037如圖7B所示，軸承部分710包含孔706，在半徑Rb處設置 有孔表面，孔內的溝槽762具有徑向深度AR。h。在該實施例中，溝槽762 徑向向外延伸距離AIU，而接近軸承端部。該附加的特征允許井764的 頂點以如圖所示的徑向距離ARa徑向離開孔706。井764具有半徑ARw， 其被示為沿著自孔706軸線的徑向直線。在井764的周邊，上部臺區(qū)766 具有徑向寬度ARu'，存在的臺階下降一軸向距離AZs至下部臺區(qū)，下部 臺區(qū)具有沿圖7B的截面中所示的徑向直線的徑向寬度ARu。在該實施 例中，下部臺區(qū)與孔706的端部開口大約在相同的軸向點。錐形井764 的特征還在于角度①(例如斜面角)。例如，錐形井可以包含大約0.5 。至大約1.5°的斜面角。可以取決于例如潤滑劑流變、負載能力、井 的數(shù)量、井的半徑等因素來調節(jié)用于井的斜面角。
0038如在此所述，用于渦輪增壓器的示例性軸承包含至少一 個端部，其包含一個或多個錐形井，其中各錐形井包含至少部分由上部
9臺區(qū)圍繞的周邊；和通孔，其包含至少一個潤滑劑溝槽，用于將潤滑劑 從孔引導至相應的一個或多個錐形井之一。這種軸承可以包含具有連續(xù) 上部臺區(qū)的端部和/或具有不連續(xù)上部臺區(qū)的端部。如各實施例所示， 錐形井的周邊可以由上部臺區(qū)圍繞，上部臺區(qū)下降至下部臺區(qū)，下部臺 區(qū)可以是連續(xù)的下部臺區(qū)。
0039示例性軸承可以包含潤滑劑溝槽延伸部分，其徑向向外延 伸以使?jié)櫥瑒┝髦料鄳腻F形井。如前所述，錐形井可以是完整錐形井 的一部分，例如由通孔的孔壁部分限定的一部分。
0040圖8A是軸承部分810 (參見例如圖3的部分310)的示例 性推力墊特征860的視圖。圖8的實施例示出了用于構造至錐形井的潤 滑劑途徑的A、 B、 C和D選擇方案。通常，軸承包含的錐形井具有一個 或多個相同或相似的潤滑劑途徑結構(參見例如圖3和圖7)。但是，軸 承可以包含任何不同的潤滑劑途徑結構。因此，軸承可以包含A、 B、 C 和D選擇方案中的一個或多個潤滑劑途徑結構。
0041軸承部分810包含四個錐形井和不連續(xù)的上部臺區(qū)，即各 井864由相應的上部臺區(qū)圍繞。在稱作內徑邊緣供給(即在孔806處的 軸承的內徑)的方案A中，潤滑劑溝槽862包含溝槽延伸部分863，其 限定的潤滑劑途徑可以例如延伸至井864的頂點或其他地方。
0042在稱作內部供給的方案B中，錐形井包含開口 872，其由 軸承部分810的內部途徑供給。內部途徑可以起自內徑(例如沿著孔 806 )，起自外徑或起自沿著軸承表面的一些其他地方。在方案B中，可 以從外徑鉆溝槽至錐形井的某個地方，由此限定從外徑至錐形井的潤滑 劑途徑。
0043在同樣稱作內部供給的方案C中，潤滑劑溝槽882限定的 潤滑劑途徑從軸承的外表面(例如沿部分810或其他部分)延伸至錐形 井。方案C的具體結構描述在圖8B的剖面圖中。
0044在稱作復合供給的方案D中，錐形井由根據(jù)方案A的潤滑 劑途徑、根據(jù)方案B的潤滑劑途徑和根據(jù)方案D的潤滑劑途徑供給。如 在此所述，錐形井可以包含一種或多種潤滑劑供給。換言之，軸承可以 包含至錐形井的復合潤滑劑途徑。另外，潤滑劑途徑可以是相同或不同 結構(例如全部是方案B，混合方案等)。
0045圖8B是沿線8B-8B的圖8A的軸承剖視圖，其涉及方案C。
10如圖所示，溝槽882從軸承外表面(例如部分810、部分820或其間的 一個部分)延伸至內徑處的軸承拐角。如圖所示，溝槽882允許潤滑劑 沿孔806流至推力墊(即錐形井864 )并流至內部潤滑劑膜。
0046示例性軸承可以包含推力墊特征，其允許潤滑劑從軸承外 徑(或外表面)流至位于軸承一端的錐形井(或錐形井部分)。這種特 征可以包含從軸承的外徑鉆至錐形井內某處的柱面途徑(cylindrical path),該處可以任選地在軸承的內徑處或附近。至錐形井的潤滑劑的 流動機制可以部分地取決于軸承外徑上的鉆孔位置、錐形井內的位置、 潤滑劑特性、潤滑劑膜特點、外徑和殼體孔之間的間隙、柱面途徑的截 面區(qū)域、柱面途徑的表面特點，柱面途徑的長度等。另外，如關于8A 的描述，可以存在復合潤滑劑途徑來允許潤滑劑流至錐形井；注意復合 途徑可以允許潤滑劑流至和流自錐形井(例如取決于壓力等)。
0047示例性軸承可以包含從軸承的外徑(或外表面)延伸至錐 形井和至軸承的內徑的途徑。這種途徑可以允許潤滑劑流至錐形井和流 至內徑(例如形成用于軸潤滑的內徑膜)。在圖8B的實施例中，流至軸 承內徑的潤滑劑可以通過定位銷孔口 (參見例如圖3的特征332 )離開 軸承。另外，這種軸承可以缺少軸向槽并表現(xiàn)出增大的潤滑劑密封能力。 雖然圖8B的實施例顯示了單個途徑，但是軸承可以包含至推力墊的途 徑和至內徑的分離或相連的途徑(例如分叉的途徑)。
0048各種示例性軸承潤滑劑途徑結構可以提供"新鮮"潤滑劑 至徑向推力墊和內徑膜。這與下面的方法相反將潤滑劑供給內徑處的 軸向槽以允許形成潤滑劑膜，其中潤滑劑膜與轉軸相互作用并且變熱。 由于壓力(和/或其他力)，變熱的潤滑劑隨后從內徑流至軸承的端部； 因此，到達軸承端部的潤滑劑不是"新鮮"的。如在此所述，示例性軸 承包含的一個或多個潤滑劑途徑允許潤滑劑從軸承的外徑(或外表面) 流至推力墊(例如錐形井推力墊)，其中潤滑劑繞過軸承的孔。
0049如圖3-5所示，軸承可以包含三個錐形井和三個溝槽。在 這種實施例中，三個錐形井中的每一個可以包含與相應的溝槽一致的頂 點。圖7A、 7B、 8A和8B還示出了其他實施例。所有實施例包含錐形井 (或錐形井部分)。雖然一些實施例示出的潤滑劑途徑在井的頂點供給 錐形井，其他實施例示出了替代性的潤滑劑途徑。
0050如在此所述，用于渦輪增壓器的示例性軸承包含 一個或多個推力墊，其中各推力墊包含錐形井部分；包含潤滑劑溝槽的通孔， 各溝槽用于將潤滑劑從孔引導至一個或多個推力墊之一的相應錐形井。 在這種實施例中，軸承可以包含一個或多個壓縮機端部推力墊和一個或 多個渦輪機端部推力墊。
0051如在此所述，用于渦輪增壓器的示例性軸承包含 一個或 多個錐形井，其中各錐形井包含至少部分由上部臺區(qū)圍繞的周邊；和 至少一個潤滑劑溝槽，用于將潤滑劑引導至一個或多個錐形井中的至少 一個。在這種實施例中，潤滑劑溝槽與錐形井的數(shù)量之間會存在對應關 系。在這種實施例中，潤滑劑溝槽可以包含沿軸承的外徑的開口以提供 從軸承的外徑至一個或多個錐形井之一的直接潤滑劑途徑(即不含用于 軸潤滑的內徑潤滑劑膜的途徑)。這種實施例可以包含從軸承的外徑至 軸承的內徑的潤滑劑途徑。
0052圖9示出了示例性構造工藝900。工藝900包含接觸步 驟910，其將軸承901與鉆頭903接觸以形成錐形井905;和調整步驟 920，其調整軸承901和/或鉆頭903來形成另一個錐形井。雖然該實施 例涉及鉆頭，但也可以使用沖壓機構，其中沖頭與軸承端部接觸以形成
一個或多個錐形井。總之，沖頭具有足夠的軸向力以變形材料從而形成 所需特征。例如，可以沖壓軸承"坯料"來在端部形成一個或多個錐形 井。用于執(zhí)行這種操作的沖頭可以包含表面突出來用于一個或多個陽面 錐形井或錐形井部分。因此，用于形成單個錐形井的沖頭可以表現(xiàn)得與 圖9的鉆頭903相似(例如，其中接觸步驟用足夠的沖壓力來接觸軸承
以形成錐形井)。
0053如在此所述，構造軸承推力墊特征的示例性方法包含將 旋轉鉆頭或沖頭與軸承端部接觸，軸承包含具有潤滑劑溝槽的孔；和在 軸承端部形成錐形井，錐形井用于將通過一個潤滑劑溝槽所接收的潤滑 劑引導至在錐形井周邊設置的上部臺區(qū)。這種方法可以使用具有軸線的 鉆頭或沖頭，并且包括在接觸之前將鉆頭或沖頭軸線與一個潤滑劑溝槽 對準。在這種方法中，軸承可以是渦輪增壓器軸承。雖然詳細描述了使 用鉆頭和沖頭工藝，但是也可以使用其他工藝(例如燒結、鑄造等)。
0054如在此所述，軸承包含一個或多個錐形井特征，其用于將 潤滑劑引導至臺區(qū)。這種軸承可以關于這種端部特征對稱或不對稱；注 意對稱軸承具有與組裝相關的優(yōu)勢。0055具有對稱3葉推力墊端部的示例性軸承為轉子組件提供了 更好的穩(wěn)定性。這種設置還消除了墊之間的潤滑劑泄露，并且以基本消 除繞過上部臺區(qū)的潤滑劑模式將潤滑劑引導至上部臺區(qū)；因此，離開軸 承的孔的所有潤滑劑都可以促進推力負載能力。這種設置通過嚴格使用 用于推力所必須的潤滑劑還減小了動力損失(通過推力墊特征并且還通 過軸向槽有效區(qū)域限制了潤滑劑流動)。制造時，各種示例性特征可以 匹配以^f氐成本構造工藝例如沖壓。
0056在各種試驗中，用于推力墊的錐形井的斜面通過錐形加工 限定(大約0.5°至1.5°的斜面角)，其中頂點與軸向供給槽(例如軸 向溝槽)同心。由于軸向槽通常對稱地沿軸承的長度延伸，這種方法給 軸承提供了對稱端部。關于斜面高度尺寸(參見例如圖5B和7B)，這種 尺寸是可以控制的。在各種試驗中，該高度是大約15微米至大約60微 米。
0057在各種實施例中，推力墊的上部臺區(qū)用于限定外部負臺階 (negative step),并由此設定推力區(qū)域。雖然具體實施例示出了3和 4個井的設置，但也可以使用任何數(shù)量的井(例如從一個到10個)。另 外，如圖7A的實施例所示，來自一個墊的上部臺區(qū)的潤滑劑可以很方 便地與相鄰上部臺區(qū)(例如不連續(xù)臺區(qū))連通，其能夠幫助確保優(yōu)化運 行條件。在各種實施例中，可以調節(jié)軸向槽區(qū)域來控制潤滑劑流至一個 或多個錐形井。在此描述的各種特征和工藝適用于標準Z軸承設計并且
也能夠用在幾乎任何類型的推力軸承上。
(J058如圖3所示，高效的推力墊提供了優(yōu)化的潤滑劑流動模式。
諸如斜面角、斜面長度、斜面高度等因素可以影響效率和推力負載能力
并能夠被控制以獲得最佳效果。
1權利要求
1.用于渦輪增壓器的軸承，包括至少一個端部，包括一個或多個錐形井，其中各錐形井包括至少部分地由上部臺區(qū)圍繞的周邊；和通孔，包括至少一個潤滑劑溝槽，用于將潤滑劑從所述孔引導至所述一個或多個錐形井的相應之一。
2. 權利要求l的軸承，其中壓縮機端部包括錐形井。
3. 權利要求l的軸承，其中渦輪機端部包括錐形井。
4. 權利要求l的軸承，其中一端包括連續(xù)上部臺區(qū)。
5. 權利要求l的軸承，其中一端包括不連續(xù)上部臺區(qū)。
6. 權利要求1的軸承，其中一端包括多個錐形井，所述孔包括相應數(shù)量的溝槽，各錐形井包括與相應的溝槽一致的頂點。
7. 權利要求1的軸承，其中各錐形井包括與相應的溝槽一致的頂點。
8. 權利要求1的軸承，其中各錐形井包括由下降至下部臺區(qū)的上部臺區(qū)所圍繞的周邊。
9. 權利要求8的軸承，包括單個連續(xù)下部臺區(qū)。
10. 權利要求l的軸承，其中潤滑劑溝槽包括徑向向外延伸的溝槽延伸部分，用于將潤滑劑流至相應的錐形井。
11. 權利要求l的軸承，其中錐形井包括完整錐形井的一部分，該部分由通孔的孔壁部分限定。
12. 用于渦輪增壓器的軸承，包括一個或多個推力墊，其中各推力墊包括一部分錐形井；和通孔，包括潤滑劑溝槽，各潤滑劑溝槽用于將潤滑劑從所述孔引導至所述一個或多個推力墊之一的相應錐形井。
13. 權利要求12的軸承，包括一個或多個壓縮機端部推力墊和一個或多個渦輪機端部推力墊。
14. 用于渦輪增壓器的軸承，包括至少一個端部，包括一個或多個錐形井，其中各錐形井包括至少部分地由上部臺區(qū)圍繞的周邊；和至少一個潤滑劑溝槽，用于將潤滑劑引導至所述一個或多個錐形井的相應之一。
15.權利要求14的軸承，其中所述至少一個潤滑劑溝槽包括沿軸承的外徑的開口 ，以提供從軸承的外徑至所述一個或多個錐形井之一的直接潤滑劑途徑。
全文摘要
高性能推力軸承墊，用于渦輪增壓器的軸承。示例性軸承包括一個或多個推力墊，其中各推力墊包括一部分錐形井；和通孔，包括潤滑劑溝槽，各潤滑劑溝槽用于將潤滑劑從所述孔引導至推力墊的相應錐形井。還公開了其他的示例性工藝。
文檔編號F02B39/00GK101672216SQ200910173670
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權日2008年9月11日
發(fā)明者A·魯夸, D·佩蒂讓, G·迪蓬, P·阿諾 申請人:霍尼韋爾國際公司